芻議基坑開挖工程巖土工程勘察中水文地質(zhì)條件的評(píng)價(jià)

康耀

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心河南總隊(duì)，河南信陽 464000）

1 引言

水文地質(zhì)勘察是巖土工程勘察的主要內(nèi)容。目前，我國對(duì)于水文地質(zhì)中存在的諸多不利于工程建設(shè)的問題還缺少有效的解決措施以及相關(guān)的理論研究，從而影響了建筑物施工的安全性和質(zhì)量，容易導(dǎo)致人員傷亡，同時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)損失。所以，在進(jìn)行巖土工程的勘察設(shè)計(jì)工作中，應(yīng)充分認(rèn)識(shí)和重視水文地質(zhì)條件存在的問題，進(jìn)而更好地提高建筑的施工安全性和施工質(zhì)量。

2 巖土工程勘察的基本工作內(nèi)容與研究條件

巖土工程勘察的任務(wù)首先就是評(píng)價(jià)綜合地質(zhì)資料與分析各個(gè)場(chǎng)地地質(zhì)條件存在的不同特點(diǎn)，并且要結(jié)合地質(zhì)條件的實(shí)際情況分析其狀態(tài)的變化，以便于工程建設(shè)過程中采取合理、科學(xué)的方法和措施有效解決地質(zhì)問題，保證整個(gè)項(xiàng)目施工的安全、可靠。在我國巖土工程的研究與發(fā)展過程中，地理科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域各個(gè)方面的主要研究目標(biāo)之一就是確定土壤的物質(zhì)的組成，以及它們的化學(xué)特性、組成結(jié)構(gòu)等，同時(shí)，需要重點(diǎn)分析它們對(duì)建筑物穩(wěn)定性的影響。在進(jìn)行巖土工程勘察的過程中，要根據(jù)實(shí)際情況選擇勘察技術(shù)，對(duì)于在工作過程中可能遇到的各種困難和問題，要及時(shí)采取科學(xué)、有效的措施加以解決，從而保障工程的順利開展。

3 巖土工程勘察設(shè)計(jì)過程中的水文地質(zhì)災(zāi)害事件

3.1 人為因素導(dǎo)致的工程事故

一些人為因素常對(duì)地下水造成十分嚴(yán)重的影響，尤其是一些大型城市建筑物的供水工程，會(huì)直接導(dǎo)致自然供水狀況不均衡，城市地下水的持續(xù)供給和給水動(dòng)力系統(tǒng)負(fù)荷壓力大大增加。與此同時(shí)，建筑的基坑施工過程極有可能會(huì)受到嚴(yán)重的各種水文地質(zhì)災(zāi)害（諸如水泥基坑內(nèi)的涌沙以及管道內(nèi)涌沙等）的直接影響，如圖1、圖2 所示。

圖1 基坑突涌

圖2 流沙管涌

3.2 地下水位的下降

在上游的一些重要工程的修建中，如水庫或大壩，以及礦物資源的開發(fā)，對(duì)地下水的大量排放和開采都會(huì)直接導(dǎo)致地下水很難及時(shí)得到恢復(fù)，最終使其水位下降。若地下水的水位下降較多，容易造成地表沉降、裂縫、崩塌（見圖3）。而且地下水的水量和質(zhì)量下降還可能嚴(yán)重地影響建筑物和巖土工程的穩(wěn)定性和安全性。

圖3 地面塌陷開裂

3.3 地下水位的上升

若一個(gè)地區(qū)的降雨量相對(duì)較大，形成的地面積水大部分會(huì)滲透到地下，使地下水的水位逐漸上升[1]。除此之外，一些人為因素也會(huì)導(dǎo)致地下水位的上升，比如，水利大壩或者水電廠工程項(xiàng)目的修建等，會(huì)造成地下水位的上升。而地下水位上升會(huì)在一定程度上對(duì)巖層的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損害。當(dāng)出現(xiàn)地下水水位升高時(shí)，已經(jīng)完成的建筑物工程的穩(wěn)定性會(huì)受到很大的影響，還有可能給造成一些嚴(yán)重的施工安全隱患。

3.4 由于地下水頻繁升高和下沉而導(dǎo)致的水文地質(zhì)災(zāi)害

地下水位水位的升高與下降可能促使土壤產(chǎn)生不均勻的收縮或擴(kuò)張[2]。如果地下水的水位升高和下降過于頻繁，土壤的收縮和膨脹也會(huì)頻繁發(fā)生，造成地面裂縫，從而影響建筑的穩(wěn)定性和施工安全。

4 巖土工程勘察工作的要點(diǎn)

4.1 物探工作

物探是地球物理勘探的簡稱，其主要指的是一種對(duì)各個(gè)地層的物理性質(zhì)及活動(dòng)進(jìn)行科學(xué)研究和探測(cè)觀察，明確其可能發(fā)生的變化的探測(cè)過程[3]。通過對(duì)我國地質(zhì)學(xué)物理場(chǎng)的結(jié)構(gòu)分布以及其氣候變化的特征數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合量測(cè)，并結(jié)合對(duì)目前已知的地質(zhì)物理數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析和綜合研究，已經(jīng)完全可以直接、準(zhǔn)確地推斷我國地質(zhì)學(xué)中各礦物地的性狀。物探工作采用的各種技術(shù)具有操作裝置輕便、成本低、效率高、工作應(yīng)用空間廣等優(yōu)勢(shì)。由于不同地域不同深度的巖層的性質(zhì)不同，因此，在物探過程中，可以根據(jù)具體情況采用重力電法勘探、重力彈性法和波動(dòng)法勘探，測(cè)定地下深處的地質(zhì)層次和相關(guān)物理信息，掌握地層深處的地質(zhì)結(jié)構(gòu)狀況。

4.2 鉆探工作

鉆探主要是一種進(jìn)行深部鉆探的一種機(jī)械工程技術(shù)，以便于開采地層中的天然資源，或者通過對(duì)多個(gè)孔位的鉆探提取地層樣本，通過對(duì)樣本進(jìn)行試驗(yàn)確定各地層的性質(zhì)和特點(diǎn)，并記錄相關(guān)匯總相關(guān)資料和數(shù)據(jù)，編制工程地質(zhì)資料[4]。該工作具有較高的準(zhǔn)確度，這種勘察方式是目前我國巖土結(jié)構(gòu)工程勘查察中較為常用的一種勘察的方式。

5 基坑工程水文地質(zhì)條件評(píng)價(jià)

地下水的動(dòng)力學(xué)效應(yīng)可以通過解析法或數(shù)值法被定量計(jì)算出來，從而對(duì)地下水的力學(xué)作用進(jìn)行評(píng)估。但是地下水往往是復(fù)雜多變的，即使是在賦存的條件和地下水質(zhì)基本保持不變的情況和前提下，地下水對(duì)巖土體和地下水結(jié)構(gòu)的影響也往往是一個(gè)不斷變化的過程，因此，必須防患于未然，開展必要的地下水和自然資源評(píng)價(jià)。

5.1 水文地質(zhì)參數(shù)的確定

若基坑的坑底標(biāo)高在地下水位以下，對(duì)水文地質(zhì)條件的評(píng)價(jià)需要思考2 個(gè)問題：

1）應(yīng)采取的降水措施；

2）如何能夠通過疏干基坑內(nèi)的地下水而使其獲得更加便利、安全的工程作業(yè)面。

5.2 抗浮評(píng)價(jià)

建筑物在施工的過程中，受到地下水浮力的影響也會(huì)出現(xiàn)一些質(zhì)量問題。在一般的應(yīng)用情況下，在制訂方案時(shí)，工作人員應(yīng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行充分考慮，對(duì)地基承載力特征值進(jìn)行計(jì)算，然后選擇合適的卵石層，把其作為筏板基礎(chǔ)的持力部分，然后確定特征值。在這個(gè)過程中，工作人員要遵循相關(guān)規(guī)范的要求，如果筏板基礎(chǔ)寬度超過一定范圍，工作人員可以運(yùn)用荷載試驗(yàn)對(duì)地層的承載力進(jìn)行計(jì)算，并對(duì)特征值進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，如果工作人員沒有按照要求計(jì)算，會(huì)給工程質(zhì)量帶來較大的影響。計(jì)算時(shí)，工作人員要對(duì)各個(gè)方面的影響因素進(jìn)行分析，最大限度地減小誤差，確保計(jì)算的準(zhǔn)確性。

6 結(jié)語

綜上所述，巖土工程勘察過程中的各種水文地質(zhì)問題都是非常重要的，它們能夠在很大程度上影響建筑施工的穩(wěn)定性和安全性。在巖土工程的建設(shè)過程中，必須合理運(yùn)用科學(xué)的技術(shù)預(yù)測(cè)和研究水文地質(zhì)問題，然后準(zhǔn)確、科學(xué)、客觀地對(duì)其中的水文地質(zhì)問題作出評(píng)價(jià)。因此，為有效減少水文地質(zhì)條件對(duì)巖土工程勘察的影響，應(yīng)對(duì)巖土工程勘察技術(shù)情況進(jìn)行深入研究，保持巖土工程勘察工作的質(zhì)量，為相關(guān)工程建設(shè)提供準(zhǔn)確、可靠的資料。